第14讲—机身结构课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第14讲机身结构,第14讲机身结构第14讲机身结构第 十四 讲飞机结构分析与设计北,京,航,空,航,天,大,学2,第14讲机身结构第14讲机身结构第14讲机身结构第 十,第 十四 讲,飞机结构分析与设计,北,京,航,空,航,天,大,学,2,第 十四 讲飞机结构分析与设计北2,第五章 机身结构分析与设计,5.1,机身的功用与设计要求,一、机身的功用,机身用途,把机翼、尾翼、起落架等部件连接在一起，形成一架完整的飞机,安置空勤组人员、旅客，装载燃油、武器、设备和货物等,根据飞机用途不同，机身中装载和内部布置也不一样（,见下图所示,）,3,第五章 机身结构分析与设计5.1 机身的功用与设计要求,机身结构和布局全视图,机身占飞机质量的8%15%。,4,机身结构和布局全视图机身占飞机质量的8%15%。4,机身结构和布局全视图,5,机身结构和布局全视图5,机身结构和布局全视图,机身占飞机质量的8%15%。,军机开口率达,50,以上。,6,机身结构和布局全视图机身占飞机质量的8%15%。军机开口率,机身结构和布局全视图,7,机身结构和布局全视图7,二、机身结构的设计要求,机身结构设计要求,必须满足各种装载的特殊需要所提出的众多的,使用要求,，并应与机翼、尾翼等连接部件的主要受力构件的布置、连接点位置进行总体协调，以减轻飞机总重量。,在保证机身结构完整性的前提下，结构,重量尽可能小。,机身应有足够的,开敞性,以便于维修。,有良好的,工艺性,，生产成本要低。,机身基本不产生升力，所以机身气动力要求,主要是阻力小,。为此机身一般做成细长的流线体，希望外形光滑，突出物少等。,使用要求,是机身设计要求中的重要要求。,比如座舱盖、开口等就是必须满足使用要求。,8,二、机身结构的设计要求机身结构设计要求必须满足各种装载的特殊,一、外载特点,5.2,机身的外载荷与内力特点,机身主要用于装载和连接各部件，因此其主要外载有,其他部件的力：,主要指在飞行或起飞、着陆滑跑中机翼、尾翼或起落架等传来的力。,装载力：,各装载及机身结构本身都会产生质量力，其中尤以装载的质量力影响更大。,增压载荷：,在机身增压舱部分自身平衡而不影响机身的总体载荷，是增压舱段的重要设计载荷之一。,空气动力：,由于机身基本上为对称流线体，故机身上除局部地区局部气动载荷较大外，分布气动力对机身总体内力基本没有影响。,机身的主要外载,9,一、外载特点5.2 机身的外载荷与内力特点机身主要用于装,二、机身总体受力特点,机身的边界条件,：,可把机身看成支持在机翼上的双支点或多支点外伸梁。,（支点数以及支点提供的支反力性质视机身-机翼的连接接头的具体情况而定）,载荷性质和方向,：,剪力,，作用在,Y、Z,轴方向上,弯矩,，作用在,Y、Z,轴方向上,扭矩,，作用在,X,轴方向上,10,二、机身总体受力特点机身的边界条件：可把机身看成支持在机翼上,一、机身结构的组成元件及其功用,5.3,典型机身结构形式和传力分析,横向元件：,框、蒙皮,纵向元件：,长桁、桁梁,机身结构,普通框的作用,：,1）维持机身的截面形状；2）对蒙皮和长桁起支持作用。,普通框的受载,：,1）蒙皮传入机身周边的空气动力；2）机身弯曲变形引起的分布压力,1、隔框,普通框,隔 框,加强框,11,一、机身结构的组成元件及其功用5.3 典型机身结构形式和,加强框的作用,：,除上述作用外，其主要功用为：,将装载的质量力和其他部件上的载荷经接头传到机身结构上的集中力加以扩散，然后以剪流形式传给蒙皮,。,3、蒙皮,1）构成机身的气动外形，并保持表面光滑；2）承受剪力和扭矩，并与长桁一起组成壁板承受两个,平面内弯矩引起的轴力。,蒙皮,的作用,2、长桁与桁梁,1）承受机身弯曲时产生的轴力；2）支持蒙皮，提高蒙皮的受压、受剪失稳临界应力,；,3）承受部分作用在蒙皮上的气动力，并传给隔框。,的作用,长桁与桁梁,长桁与桁梁,12,加强框的作用：除上述作用外，其主要功用为：将装载的质量力和其,二、机身结构的典型受力形式,1、桁条式机身结构,结构特点,：,1）长桁较密、较强；2）蒙皮较厚。,承力特点,：,1）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担；,2）弯曲引起的轴向力将由许多桁条与较厚的蒙皮组成的壁板承受。,优 点,：,1）弯、扭刚度比桁梁式机身大；,2）蒙皮较厚，其局部变形小，有利于改善气动性能。,缺 点,：,蒙皮上不宜大开口。,13,二、机身结构的典型受力形式1、桁条式机身结构结构特点：1）,2、桁梁式机身结构,结构特点,：1）有几根桁梁（如四根），桁梁的截面积很大；2）长桁的数量较少而且较弱，甚至可以不连续；,3）蒙皮较薄。,承力特点,：1）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担；,2）弯曲引起的轴向力主要由桁梁承受，蒙皮与长桁只承受很小部分的轴力。,优 点,：1）在机身上布置大开口不会显著降低机身的强度和刚度；,2）开口补强引起的重量增加较少。,14,2、桁梁式机身结构结构特点：1）有几根桁梁（如四根），桁梁的,3、梁式机身结构,桁条式、桁梁式和梁式机身,统称为,半硬壳式机身,。,结构特点,：机身由蒙皮、隔框和纵向大梁组成。,承力特点,：1）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担；,2）弯曲引起的轴向力主要由大梁承受，蒙皮不参与纵向受载。,优 点,：1）可以承受较大的轴向集中载荷；,2）在机身上可以布置大开口；,缺 点,：相对桁梁式机身结构而言，重量较大。,15,3、梁式机身结构桁条式、桁梁式和梁式机身统称为半硬壳式机身。,结构特点,：1）由蒙皮和少数框组成；,2）没有纵向构件；3）蒙皮较厚。,承力特点,：由厚蒙皮承受机身总体弯、剪、扭引起的全部轴力和剪力。,优 点,：弯、扭刚度大。,缺 点,：1）机身相对载荷小，因而蒙皮材料利用率低；,2）开口补强增重较大。,所以这种机身型式实际上用得很少。,三种典型机身的差别主要是受弯曲引起的轴向力的构件不同,4、硬壳式机身结构,16,结构特点：1）由蒙皮和少数框组成；承力特点：由厚蒙皮承受机,三、机身典型结构布局与受力分析,1、前机身,结构特点,：,桁梁式结构,受力分析,：垂直剪力、水平剪力、弯矩、扭矩,17,三、机身典型结构布局与受力分析1、前机身结构特点：桁梁式结,2、机身中段,结构特点,：,桁梁式结构,受力分析,：剪力、弯矩、扭矩,18,2、机身中段结构特点：桁梁式结构18,3、后机身,结构特点,：,桁梁式结构,受力分析,：剪力、弯矩、扭矩,19,3、后机身结构特点：桁梁式结构19,总 结,机身的功用与设计要求,机身的功用,设计要求,外载与内力,外载特点,机身总体受载特点,典型机身形式和受力分析,结构组成元件及其功用,机身结构的典型受力型式,机身结构的受力分析,20,总 结机身的功用与设计要求,第十四讲结束,退 出,21,第十四讲结束退 出21,机身结构图,伊尔,-28,是前苏联伊留申设计局研制的,轻型轰炸机,，,1950,年正式投入使用，采用双发动机上单翼布局。,22,机身结构图伊尔-28是前苏联伊留申设计局研制的轻型轰炸机，1,机身结构图,23,机身结构图23,加强框的作用,24,加强框的作用24,加强框的作用,25,加强框的作用25,加强框的作用,26,加强框的作用26,加强框的作用,27,加强框的作用27,加强框的作用,28,加强框的作用28,加强框的作用,29,加强框的作用29,桁条式机身结构及其受力形式,30,桁条式机身结构及其受力形式30,桁梁式机身结构及其受力形式,31,桁梁式机身结构及其受力形式31,硬壳式机身的传力分析,32,硬壳式机身的传力分析32,THANKS,谢谢聆听,THANKS谢谢聆听,